
книги из ГПНТБ / Шустов, В. А. Применение электронагрева в сельском хозяйстве
.pdfОб о з н а ч и м:
аэкв — стоимость электроэнергии, коп/кВт-ч, эквивалент
|
|
ной |
данному |
топливу; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
8 60 — термический |
эквивалент работы, ккал/кВт-ч; |
|
|||||||||||||||
Лэл |
— к.п.д. электрического |
|
нагревателя |
(лЭ л |
= |
0 , 9 5 ) . |
|||||||||||
Тогда |
стоимость |
1 ккал |
для |
электрического |
нагрева |
на |
|||||||||||
ходится по |
формуле |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
коп/ккал. |
|
|
|
|
( 8 7 ) |
||||
|
|
|
|
|
|
860 -1Э |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Приравняем |
оба выражения |
(86) и (87) и найдем |
эк |
||||||||||||||
вивалентную стоимость |
электроэнергии |
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
а э |
|
= |
860ii |
9 j l /V/e |
Юг |
|
, D |
|
|
|
/ |
0 0 , |
||
|
|
|
к в |
|
|
lorn |
коп/кВт-ч |
|
|
( 8 8 ) |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
или |
сокращенно |
для |
средних |
характеристик |
|
топлива |
|||||||||||
(дров) |
|
|
а Э к в = 0 , 5 Л Г |
коп/кВт-ч. |
|
|
|
( 8 9 ) |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
Пример. |
Пусть |
дрова |
N = 5 |
руб/м3 , |
тогда |
аокв = 0,5'5 |
= |
|||||||||
= 2,5 |
коп/кВт-ч. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Имеем тариф: |
а = 1 |
коп/кВт-ч, |
то |
есть |
а < а 0 К ц . |
электрический |
|||||||||||
Следовательно, |
|
в установке нужно использовать |
|||||||||||||||
нагреватель. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Подсчет |
для |
|
торфа, |
угля |
|
и |
нефти. Для |
этих |
топлнв |
||||||||
стоимость дается |
обычно в руб/т, то есть М руб/т. Тог |
||||||||||||||||
да |
стоимость |
1 |
ккал |
при |
огневом |
нагреве |
(в |
общем |
|||||||||
виде) |
будет |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Mk |
W |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
QlOOO-w,, |
|
|
|
|
|
|
|
|||
Следовательно, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
Q 1000 |
г,0 Р И |
|
|
|
|
|
|
||
Для |
торфа |
(<Э =3000 |
ккал/кг, М&8 |
руб/т) |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
а Э ! < в = 0 , 2 5 А Г |
коп/кВт-ч. |
|
|
|
( 9 1 ) |
|||||||
Для |
угля ( Q = 5 0 0 0 |
ккал/кг, |
|
A f « 1 0 руб/т) |
|
|
( 9 2 ) |
||||||||||
|
|
|
|
а э к в = 0 , 1 5 М |
коп/кВт-ч. |
|
|
|
|
|
|||||||
Для |
нефти |
( Q = |
10 000 |
ккал/кг, |
М « 3 5 |
руб/т) |
|
( 9 3 ) |
|||||||||
|
|
|
|
Д |
э к в |
= 0 , 0 8 7 И |
коп/кВт-ч. |
|
|
|
|
|
110
|
Пример. Необходимо |
высушить |
в разные |
сроки 50 т травы. |
|||||||||||||||
|
Влажность |
берем от |
КУ, = 80% |
до |
ш2 =13°/о. |
|
|||||||||||||
|
Одновременно |
подвергается |
сушке |
G = 2 |
т |
травы. Продолжи |
|||||||||||||
тельность сушки Тсуш,—24 ч. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
Стоимость |
дров |
N=5 |
|
руб/м3 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
Теплота сгорания топлива Q=3000 ккал/кг. |
|
|||||||||||||||||
|
Удельный вес |
дров |
v = 550 |
кг/м3 . |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
К.п.д. огневой |
сушилки |
Т1огн = 0,15. |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
Стоимость |
электроэнергии |
а—1,0 |
коп/кВт-ч. |
|
||||||||||||||
|
Коэффициент, |
учитывающий |
рабочую |
силу |
истопников, |
k = 1,5. |
|||||||||||||
|
Эквивалентная |
стоимость |
|
электроэнергии, |
согласно |
формуле |
|||||||||||||
(88), |
будет |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
860-0,95-5-1,5- 10э |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
а ™ * = |
|
3000-550-0,15 |
= 2 |
' 5 |
к о п / к в т - 4 - - |
|
|||||||||||
или |
по формуле (89) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
Оонп = 0,5-5=2,5 |
коп/кВт • ч. |
|
|
|||||||||||
ство |
Установим электрический нагреватель воздуха. Общее количе |
||||||||||||||||||
удаляемой |
влаги |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
w.-Wi |
|
|
|
|
S0—13 |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
W = G |
inn |
= |
2 |
0 0 |
0 |
inn |
is |
|
= 1 |
5 5 |
0 |
к г - |
|
||||
|
|
|
|
100—да3 |
|
|
|
|
100—13 |
|
|
|
|
|
|||||
|
Количество |
тепла |
для испарения |
|
влаги |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
1550-640 |
1,04- |
10G |
кал, |
|
|
|||||||
|
|
|
|
Q u c a= — |
|
|
= |
|
|
|
|||||||||
где |
0,95— к.п.д. |
сушилки. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Мощность электрического |
калорифера |
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
1 040 000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
Р к |
" |
= |
860-0,95-24 = |
5 |
3 |
К В |
Т ' |
|
|
|
|||||
где |
0,95— к.п.д. |
электрического |
калорифера. |
|
|
|
|
||||||||||||
|
Расход электроэнергии на нагрев воздуха в калорифере для |
||||||||||||||||||
сушки 2 т травы |
|
|
1 040 000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
или |
Л = 635 |
кВт-ч/т. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Годовой |
расход |
электроэнергии |
на |
сушку |
50 т травы |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А о д = - у |
|
-1270= 31 |
800-кВт-ч. |
|
|
||||||||||
Стоимость электроэнергии |
в год |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
Сг0 д=Лгод |
а=31 800-0,01=318 |
руб. |
i |
||||||||||||
При |
сушке |
провяленной |
на |
солнце |
травы |
до a/i = 40% |
будем |
||||||||||||
иметь: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1. Общее |
количество |
удаляемой влаги |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
117=2000 |
|
• |
40-13 |
|
„„ |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
,„ |
|
№=620 кг. |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100-13 |
|
|
|
|
|
|
|
|
111
2. Количество тепла для испарения влаги
620-640
Q«ea- — — — =416 000 ккал.
0,9о 3. Мощность электрического калорифера воздуха
416 000 Р к а я ~ 860.0,95-24 = 2 1 К В Т -
4. Расход электроэнергии на сушку 2 т травы
416 000
Л = Ж а д 5 ~ = 5 Ш к В т " 4 -
или
510
А= — = 255 кВт-ч/т.
5. Годовой расход электроэнергии
50
2
6. -Стоимость электроэнергии в год С г 0 Д = Л г о д а = 12000-0,01 = 128 руб.
Таким образом, из примера следует, что для экономии средств необходимо сырую траву с 80% влажности провялить на солнце до 40% влажности.
Сравнение электрокалорифера воздуха с открытыми спиралями с электрокалорифером СФО. Согласно вы полненному примеру, габариты нагревательного устрой ства калорифера мощностью около 50 кВт таковы: вы сота 1000 мм, ширина 700 мм, длина 1000 мм, объем 0,7 м3 .
В калорифере СФО с ТЭН имеем (табл. 14):
высота |
нагревателя |
мощностью |
|
|
|
|
40кВт |
0,56 |
м I |
в сред- |
|||
высота |
нагревателя |
мощностью |
|
|
} |
нем |
60 кВт |
0,71 |
м J |
0,63 м |
|||
ширина нагревателя 40 кВт . . . . 0,48 |
м j |
в сред- |
||||
шнрина нагревателя 60 кВт . . . . 0,60 |
м > |
нем |
||||
длина |
калорифера СФО |
0,24 м J |
|
0,54 м |
||
объем |
СФО мощностью 50 кВт . . 0,082 мЗ |
|
Следовательно, |
объем |
калорифера, выполненного ку- |
|
|
0 7 |
старным способом, |
будет |
в ^ — = 8,5 раз больше |
объема СФО.
Стоимость калорифера при серийном изготовлении будет значительно ниже стоимости кустарного электри
ческого калорифера.
112
Это же следует сказать и о технике безопасности при обслуживании этой электротехнической установки.
Поэтому следует рекомендовать везде, где это тре буется, применять в качестве нагревателей трубчатые электрические нагреватели.
Удельные нормативы применения электротепла в сельском хозяйстве
Одним из основных показателей применения тепла в процессах сельскохозяйственного производства явля ется удельный расход электрической энергии на единицу продукции.
Примерные удельные показатели потребления элект
роэнергии |
для основных процессов применения |
тепла |
в сельском |
хозяйстве, полученные на основании |
проект |
ных материалов и экспериментальных подсчетов, при водятся далее.
|
Животноводство |
|
|
||||
Запаривание |
корнеклубнеплодов . . . |
12,5 |
кВт-ч/ц |
||||
Запаривание |
соломы |
|
|
20,0 |
кВт-ч/ц |
||
Подогрев |
воды |
|
|
|
12,0 |
кВт-ч/ц |
|
Инкубация |
яиц |
|
|
|
70,0 |
кВт-ч/1000 Яиц |
|
Электрический |
обогрев |
цыплят . . . |
2,0 |
кВТ-ч/цыпленка |
|||
|
Растениеводство |
|
|
||||
Электрическое силосование кормов . . |
25,0 |
кВт-ч/т |
|||||
Приготовление |
сенной |
муки |
70,0 |
кВт-ч/т |
|||
Электрическая |
сушка |
зерна |
17,0 |
кВт-ч/т-% влажно |
|||
, Электрическая |
сушка |
сена |
сти |
||||
10,0 |
кВт-ч/т-% влажно |
||||||
Электрический |
обогрев |
за год парни |
сти |
||||
|
|
||||||
ков |
|
|
|
|
40+100 кВт-ч/м3 |
||
Электрический |
обогрев |
за год теплиц |
400+600 кВт-ч/м3 |
Располагая этими нормами и сведениями о количе стве продукции, вырабатываемой в течение года, можно легко определить' годовое потребление электроэнергии для данного процесса.
Например, требуется определить количество электро
энергии для сушки 600 т зерна в электрической |
сушилке |
при снижении влажности зерна на 6%. |
|
Результат: 600-6-17=61 200 кВт-ч. |
|
Согласно укрупненным показателям Всесоюзного ин |
|
ститута «Сельэнергопроект», суммарные нормы |
на од- |
8 В. А. Ш у с т о в ' |
из |
ноквартириый |
дом в сельской местности |
площадью до |
||||||
45 м2 составляют на: |
|
|
|
|
|
|||
освещение |
|
|
|
|
|
250-:-450 Вт |
||
электробытовые |
приборы |
|
|
|
|
400+600 Вт |
||
приготовление |
пищи |
летом |
и подогрев |
ее в те |
|
|||
чение года |
|
" |
|
|
|
150+360 Вт |
||
подогрев |
воды для стирки |
и мытья посуды . . . |
150+300 Вт |
|||||
частичное |
отопление |
с использованием |
перенос |
|||||
ных приборов |
|
|
|
|
|
150+300 Вт |
||
Охрана |
труда |
при эксплуатации |
тепловых |
|
||||
электроустановок |
|
|
|
|
|
|
||
Одной из |
основных |
задач |
эксплуатации сельских |
|||||
электроустановок |
является обеспечение |
безопасности |
||||||
людей. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Электроустановкой |
называется |
всякое |
электротехни |
|||||
ческое устройство |
напряжением |
до 1000 и выше 1000 В |
по производству, преобразованию, передаче, распреде лению и применению электрической энергии.
Различают электроустановки с номинальным напря жением до 1000 В и электроустановки выше 1000 В. Этим самым подчеркивается, что электроустановки на пряжением выше 1000 В должен обслуживать персонал высокой квалификации.
Всоответствии с этим для работников, обслуживаю щих электроустановки, установлено пять квалификаци онных групп. У персонала, начиная с квалификацион ной группы I I , раз в год проверяют знания правил эксп луатации и правил техники безопасности. После этого квалификационная комиссия выдает работнику удосто верение о проверке знаний и допуске к работе в элект ротехнических установках. В зависимости от стажа, опы та и выполняемой работы выдаются удостоверения двух видов: о допуске к работе в электроустановках до 1000 В
ио допуске к работе в электроустановках до 1000 и выше 1000 В. Характеристика квалификационных групп дана в правилах техники безопасности и здесь не при водится.
Взависимости от напряжения электроустановки под
разделяются на установки с малым напряжением (до 36 В между проводами), установки низкого напряжения (напряжение между токоведущей частью и землей не выше 250 В) и установки высокого напряжения (на-
114
пряжение между токоведущеп частью и землей больше 250 В).
Неправильно смонтированная электрическая установ ка, применение недоброкачественной аппаратуры и про водов, небрежное, неосторожное обращение с установ кой, в особенности прикосновение к голым проводам, про водам с неисправной изоляцией и другим токоведущим частям,— все это может вызвать поражение электриче ским током.
Следует помнить, что не напряжение является при чиной поражения, а ток. Соотношение величины напря жения установки и сопротивления тела человека или жи вотного вызовет тот или иной по величине ток, который может быть опасным для жизни и здоровья человека и животного или может быть перенесен ими без вреда.
Для человека смертельным является ток в 0,1 А, для животного — ток в 0,05 А.
По степени опасности прикосновения к токоведущим частям электроустановки различают: помещения без по вышенной опасности (сухие, отапливаемые; полы из не проводящих материалов; • без токопроводящей пыли); помещения с повышенной опасностью (сырые, неотапли ваемые; жаркие, имеющие токопроводящие полы; с проводящей пылью; имеющие значительное количество металлических конструкций или машин); помещения осо^- бо опасные (особо сырые; с едкими парами и газами; имеющие одновременно два или более признаков поме щения с повышенной опасностью).
Защитные средства. К основным защитным изолирую щим средствам в установках любого напряжения от носятся изолирующие штанги и изолирующие клещи для предохранителей.
Дополнительные защитные изолирующие средства в установках высокого напряжения: диэлектрические пер чатки и рукавицы, диэлектрические резиновые галоши и боты, резиновые коврики и дорожки, - изолирующие подставки.
В установках, низкого напряжения основными защит ными средствами, кроме штанг и клещей, являются также диэлектрические резиновые перчатки - и монтер ский инструмент с изолирующими ручками и с дополни тельными защитными средствами (диэлектрические ре
зиновые галоши |
и боты, резиновые коврики, дорожки |
и изолирующие |
подставки). |
8* |
115 |
В качестве защитных средств также применяют пе реносные указатели напряжения для высокого и низкого напряжения, переносные временные защитные заземле ния, переносные ограждения, предупредительные пла каты, защитные очки.
Заземление электроустановок. В электроустановках напряжением до и выше 1000 В, чтобы обеспечить без опасность обслуживающего персонала и абонентов, поль зующихся электроэнергией, должны быть сооружены за земляющие устройства и заземлены корпуса электрообо рудования.
Всякая металлическая часть электроустановки, не находящейся, но могущей оказаться под напряжением из-за повреждения изоляции, должна быть надежно за землена. К металлическим частям электроустановки сле дует отнести кожухи водоподогревателей или паровых котлов, корпуса насосов и вентиляторов, корпуса элект родвигателей и пускателей и т. п.
Сельские электроустановки напряжением до и вы ше 1000 В могут быть с изолированной нейтралью и с глухозаземленной нейтралью.
На прилагаемых далее рисунках все электроуста новки условно показаны прямоугольниками и схемы зна
чительно |
упрощены |
(нет рубильников, |
предохранителей |
и т. п.). |
' |
|
|
На рисунке 35, а |
показан случай |
пробоя фазы па |
корпуса токоприемников при отсутствии защитного за земления (токоприемник 1) и при наличии защитного заземления (токоприемник 2).
В первом случае сопротивление тела человека скла дывается с сопротивлением изоляции фазы. Напряже
ние прикосновения будет так |
относиться |
к полно |
му линейному напряжению, как |
сопротивление |
человека |
к сумме сопротивлений человека и изоляции фазы, то есть
|
U |
Rn+R] из |
где /?; |
сопротивление |
человека; |
Л |
||
из |
сопротивление |
изоляции, |
откуда |
|
|
|
|
U. |
|
|
Rh+R из |
11G
Пусть пробой фазы на корпус произошел, например, в помещении с повышенной опасностью, то есть сыром,
тогда сопротивление человека и сопротивление |
изоля |
|||
ции будут весьма низкими. Если принять Rh |
и |
Я и э , на |
||
пример, по 1000 Ом, то |
|
|
|
|
чего нельзя допустить. |
Во |
втором случае |
напряжение |
|
прикосновения находят |
из |
соотношения |
|
|
^ п р |
= |
/ ? 3 |
|
|
откуда
Л 3 | Диз
Берем в формуле R3, пренебрегая R-h ввиду незначи тельной разницы в расчетах. Если принять сопротивле ние защитного заземления J ^ 3 = I 0 Ом, а / ? И з = 1000 Ом, то
то есть весьма малая величина.
Сопротивление защитного заземления в установках до 1000 В мощностью до 100 кВА включительно должно
быть |
не выше |
10 Ом, а в установках мощностью свы |
ше 100 кВА — не выше 4 Ом. |
||
. В |
сельских |
электроустановках низкого напряжения |
обычно применяют систему 380/220 В с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора. Все ме таллические части электроустановок должны быть при этой системе (рис. 36) связаны через нулевой провод с глухозаземленной нейтралью установки для быстрого отключения от.сети поврежденной фазы. Например,при пробое фазы на корпус в цепи, показанной на рисунке стрелками, возникает ток короткого замыкания, в ре зультате которого либо перегорит плавкий предохра нитель фазы, либо при защите сети автоматом отклю чится последний. Величина тока однополюсного корот кого замыкания должна быть при этом не меньше 31щ> (при защите плавкими предохранителями) или не мень ше 1,5 / п (при защите автоматическим выключателем).'
117
a
Ф
T
я.из
• ф
Рис. 35. Действие заземления в сети с изолированной нейтралью:
а — о б щ а я схема; б, а — схемы замещения; / — случаи без зазем ления; 2 — случай с заземлением,
Ток короткого замыкания определяется по прибли женной формуле
|
/ з = - Т ^ > 3 |
/ п Р > 1 ' 5 / а ' |
|
|
( 9 4 ) |
||||
где |
Цф—фазное |
напряжение |
сети, |
В; |
|
||||
Za=y{Гф+гй)2+х1—полное |
сопротивление петли фаза — |
||||||||
|
|
нуль, Ом: |
|
|
|
|
|
||
Здесь |
Гф—активное0 |
|
сопротивление |
|
фазного |
||||
|
|
провода, |
Ом; |
|
|
|
|
||
|
г0 |
— активное |
|
сопротивление |
нулевого |
||||
|
хп |
провода, |
Ом; |
|
|
|
|
||
|
— реактивное |
сопротивление |
петли, |
||||||
|
|
принимается из расчета 0,6 Ом/км |
|||||||
|
|
(для проводов из цветных метал |
|||||||
|
|
лов); |
|
|
|
|
|
|
|
|
Z T |
— полное |
сопротивление |
фазы |
транс |
||||
|
|
форматора, Ом. Это |
сопротивление |
||||||
|
|
учитывают |
только |
при |
включении |
118
трехфазного трансформатора по схе ме л/л„ — 12 мощностью до 560 кВА и при проводах из цветных метал лов. В остальных случаях ZT в ука занной формуле не учитывают;
/П р—номинальный ток плавкой вставки
ближайшего |
предохранителя, А; |
|
|||
/ а — номинальный |
ток |
ср-абатывания |
ав |
||
томата, |
А. |
|
|
|
|
При стальных проводах |
активное |
и |
внутреннее ре |
||
активное сопротивление определяют для |
токов 3/п р |
или |
1,5/а, установленных- в начале линии; внешнее реактив
ное сопротивление из расчета 0,6 Ом |
на 1 км. |
' |
На рисунке 36 показаны также рабочее заземление |
||
низкого напряжения R0 и повторное заземление нуле |
||
вого провода Rn- |
|
|
При наличии-первого заземления |
система |
380/220 В |
относится к системам низкого напряжения. 'Далее это
заземление |
обеспечивает работу |
сети как в |
нормаль |
|
ных, так и в аварийных условиях. |
|
|
||
Величина |
сопротивления R0 должна быть не больше |
|||
10 Ом при |
мощности |
генератора |
(трансформатора) до |
|
100 кВА включительно |
и не больше 4 Ом при |
мощности |
агрегатов свыше 100 кВА.
Величина сопротивления Rn должна быть не больше 30 Ом при мощности энергоснабжающей установки до 100 кВА включительно и не больше 10 Ом при мощно сти свыше 100 кВА. Rn в сети одновременно являются хорошей защитой потребительских электроустановок от атмосферных перенапряжений.
Последней формулой проверяют величину тока корот кого замыкания, который должен расплавить ближай шую плавкую вставку у потребителя.
Нужно помнить, что одновременное зануленне и за земление одного и того же корпуса, а точнее сказать,
заземление запуленного корпуса не только не опасно, а наоборот, улучшает условия безопасности, так как соз дает дополнительное заземление нулевого провода.
Иногда бывает нужно увеличить ток короткого за мыкания за счет увеличения сечения фазных и нулевого проводов.
Для экономии проводникового металла увеличивают' сечение одного нулевого провода, беря его сечение зна чительно больше сечения фазного провода.
1Щ